Крушельницька Я. В. Фізіологія і психологія праці (2000)
6.2. Межа працездатності і функціональні стани організму людини в процесі праці
Певний рівень працездатності при різних видах діяльності людини формується на фоні конкретного функціонального стану її організму. Функціональний стан — це інтегральний комплекс фізіологічних функцій і якостей людини, які забезпечують ефективне виконання професійної роботи при певному рівні фізіологічних затрат організму.
Дослідженнями академіка Павлова було встановлено, що, незважаючи на велику кількість енергетичних речовин в організмі, при безперервній роботі одні й ті самі клітини кори головного мозку можуть безперешкодно використовувати тільки певну їх частину. Це обмеження Павлов назвав межею працездатності. Кількість енергетичних речовин, використанню якої для певної трудової діяльності організм не протидіє, є величиною працездатності.
Величина працездатності різних функціональних одиниць неоднакова. Найменшу працездатність мають центри кори, більшу — підкоркові утворення мозку і найбільшу — виконавські функціональні одиниці (м’язи). Це зумовлюється тим, що кількість сприймаючих елементів набагато перевищує кількість виконавських, тому при переключенні з однієї форми коркової діяльності на інші використовуються одні й ті самі виконавські функціональні одиниці. Останні наділені більшим рівнем працездатності.
Слід підкреслити, що межа працездатності — величина перемінна. Залежно від конкретних умов працездатність функціональної одиниці може змінюватися в широких межах. Згідно з теорією функціональної системи працездатність є фізіологічною константою, тобто підпорядковується закону саморегуляції. Саморегуляція — це повернення фізіологічних величин, які змінюються в процесі діяльності, до вихідних значень або в певні рамки. Вичерпавши свої рушійні сили, організм відновлює їх і зберігає працездатність в межах, визначених фізіологічними законами.
Накопиченням енергетичних речовин, витрачених в процесі праці, займається спеціальна, системно організована діяльність організму — відновлювальна функціональна система. Подразником для неї є відхилення від фізіологічних констант енергетичних речовин, зміни у складі крові, наявність продуктів розпаду тощо. Реалізація відновлювальної функції здійснюється внаслідок процесу збудження, яке заставляє енергетичні речовини виходити з депо і надходити до робочих органів. Разом з тим відновлення працездатності здійснюється за участю процесу гальмування. Це зумовлюється тим, що будь-який орган не може одночасно виконувати роботу (наприклад, переробка інформації нервовою клітиною) і перекачувати до себе енергетичні речовини з депо. Тому процес гальмування блокує робочий акт і створює відпочинок функціональним одиницям, забезпечуючи відновлення їх енергетичного потенціалу.
З практики відомо, що вольовим зусиллям людина може примусити себе продовжувати роботу і тоді, коли необхідне включення відновлювальної функціональної системи.
У цьому разі організм використовує енергетичні речовини, призначені для оновлення і підтримання елементів, які складають структуру живої клітини. Розширення межі працездатності за рахунок енергетичних речовин, необхідних для основного обміну, створює загрозу пошкодження працюючого органа і наступного захворювання.
Рівень мобілізації працездатності людини при здійсненні нею професійної діяльності може бути різним. Він виявляється у формуванні відповідних якісних функціональних станів організму — нормального, граничного та патологічного.
Оцінка цих станів базується на взаємодії різних функціональних систем як одиниць інтегративної діяльності мозку. Встановлено, що в процесі праці активізуються три функціональні системи, стрижнем яких є різні рефлекторні акти як реакції на дію відповідних подразників.
Це основна, побічна і відновлювальна функціональні системи.
Основна функціональна система — це рефлекторні акти у вигляді трудових рухів, дій, психічних процесів відповідно до алгоритму конкретної трудової діяльності.
Побічна функціональна система реалізується у вигляді реакцій людини на подразники, не пов’язані безпосередньо з трудовим процесом, а зумовлені факторами виробничого середовища, внутрішніми станами людини, тобто є сторонніми відносно основної функціональної системи.
Відновлювальна функціональна система являє собою фізіологічні реакції організму у відповідь на вичерпність енергетичних речовин.
Ці три функціональні системи вступають між собою в нейрофізіологічний конфлікт, оскільки несумісні в один і той же час. Однак, внаслідок координаційної функції мозку, трудова діяльність здійснюється ефективно. Але такий стан зберігається доти, доки мобілізація працездатності не виходить за межу. Як тільки рівень мобілізації працездатності стає більшим, відновлювальна функціональна система набуває актуального значення і змінює напрямок регулюючої діяльності мозку.
Відновлювальна функціональна система за допомогою процесу гальмування блокує виконання трудового процесу, який становить основну функціональну систему. Рівень загострення нейрофізіологічного конфлікту між основною і відновлювальною функціональними системами в процесі праці, зміни в працездатності на кожній стадії цього конфлікту зумовлюють відповідний функціональний стан організму.
Функціональний стан організму є інтегральним показником мобілізації працездатності.
Для нормального функціонального стану характерна відсутність або згладжування нейрофізіологічного конфлікту між основною і побічною функціональними системами. Незважаючи на дію побічних подразників на організм працівника, основна функціональна система є стійкою домінантою, яка справляє гальмівний вплив на конкуруючі рефлекторні акти.
Другою особливістю нормального функціонального стану є те, що витрати функціональних ресурсів в організмі людини не виходять за межу працездатності. Затрати ресурсів поновлюються в ході роботи. Таким чином, нормальний функціональний стан — це стан сформованої координації, коли процес збудження є рушійною силою лише для основної функціональної системи. Інші функціональні системи ще не сформувалися або заблоковані гальмуванням і не справляють негативного впливу на основну. Об’єктивною ознакою такого функціонального стану є максимальна ефективність трудової діяльності за умови функціональної мобілізації відповідно до фізіологічного закону межі працездатності.
Для граничного функціонального стану характерні значні затрати функціональних ресурсів, які виходять за межу працездатності. В зв’язку з цим відновлювальна функціональна система теж набуває значної сили і за допомогою процесу гальмування обмежує рефлекторні акти, які становлять зміст трудової діяльності. Одночасно розгальмовуються побічні рефлекторні акти. У результаті загострюється нейрофізіологічний конфлікт між основною, побічною і відновлювальною функціональними системами.
Внаслідок цього трудова діяльність сповільнюється, при виконанні роботи виникають зайві і неточні дії та рухи, розсіюється увага, погіршується мислення, посилюються реакції на побічні подразники, наростає нервово-емоційне напруження.
Патологічний функціональний стан організму характеризується крайнім загостренням нейрофізіологічного конфлікту між функціональними системами. Відновлювальна функціональна система досягає значної сили і за допомогою гальмування намагається виключити активний стан мозку і перевести організм в сон. Щоб змусити себе працювати, працівникові потрібні велике напруження і вольові зусилля.
Патологічний функціональний стан виявляється у вигляді різних функціональних порушень. У зв’язку з затратами «заборонених» енергетичних ресурсів відбуваються значні зрушення в показниках серцево-судинної системи, газообміну і діяльності інших внутрішніх органів. Ознакою патологічного функціонального стану організму людини є також дискоординація, яка виявляється в парадоксальних і ультрапарадоксальних реакціях. Суть їх у тому, що позитивні сигнали, які спонукають до правильних дій, втрачають своє стимулююче значення, а негативні, навпаки, — спонукають і можуть викликати неадекватні реакції.
Критерієм для оцінки рівня мобілізації працездатності служить ефект Сєченова. Ознакою цього ефекту є те, що при переході від однієї діяльності до другої мають місце більш високі результати саме в другій діяльності. Суть ефекту Сєченова полягає в тому, що при переході до другої діяльності в стан збудження приходять інші нервові клітини, а в тих, що раніше регулювали роботу, збудження змінюється процесом гальмування, яке забезпечує більш ефективний відпочинок цим клітинам, ніж за умови пасивного відпочинку працівника.
Випробування на ефект Сєченова проводять так. Після припинення професійної роботи працівникові пропонують іншу роботу у вигляді тестів і завдань, за якими можна судити про стан працездатності. Якщо у працівника мають місце підвищення ефективності і покращення результатів випробування порівняно з тими їх величинами, які були до виконання професійної роботи, то функціональний стан його оцінюється як нормальний. Це означає, що працездатність організму людини, зайнятої інтенсивною трудовою діяльністю, перебуває на рівні максимальної мобілізації, а фізіологічні обмеження при цьому не порушені.
Якщо у процесі праці людина мимовільно змінює позу, швидкість рухів, переключається з однієї операції на іншу, то це є не що інше, як намагання відновити працездатність за рахунок активного відпочинку. В цьому разі ефект Сєченова є початковою стадією нейрофізіологічного конфлікту і передвісником його загострення між функціональними системами. Відсутність позитивного ефекту Сєченова при переході на іншу діяльність характерна для граничного функціонального стану, а від’ємний ефект, що супроводжується парадоксальними і ультрапарадоксальними реакціями, — для патологічного.
Дослідженнями академіка Павлова було встановлено, що, незважаючи на велику кількість енергетичних речовин в організмі, при безперервній роботі одні й ті самі клітини кори головного мозку можуть безперешкодно використовувати тільки певну їх частину. Це обмеження Павлов назвав межею працездатності. Кількість енергетичних речовин, використанню якої для певної трудової діяльності організм не протидіє, є величиною працездатності.
Величина працездатності різних функціональних одиниць неоднакова. Найменшу працездатність мають центри кори, більшу — підкоркові утворення мозку і найбільшу — виконавські функціональні одиниці (м’язи). Це зумовлюється тим, що кількість сприймаючих елементів набагато перевищує кількість виконавських, тому при переключенні з однієї форми коркової діяльності на інші використовуються одні й ті самі виконавські функціональні одиниці. Останні наділені більшим рівнем працездатності.
Слід підкреслити, що межа працездатності — величина перемінна. Залежно від конкретних умов працездатність функціональної одиниці може змінюватися в широких межах. Згідно з теорією функціональної системи працездатність є фізіологічною константою, тобто підпорядковується закону саморегуляції. Саморегуляція — це повернення фізіологічних величин, які змінюються в процесі діяльності, до вихідних значень або в певні рамки. Вичерпавши свої рушійні сили, організм відновлює їх і зберігає працездатність в межах, визначених фізіологічними законами.
Накопиченням енергетичних речовин, витрачених в процесі праці, займається спеціальна, системно організована діяльність організму — відновлювальна функціональна система. Подразником для неї є відхилення від фізіологічних констант енергетичних речовин, зміни у складі крові, наявність продуктів розпаду тощо. Реалізація відновлювальної функції здійснюється внаслідок процесу збудження, яке заставляє енергетичні речовини виходити з депо і надходити до робочих органів. Разом з тим відновлення працездатності здійснюється за участю процесу гальмування. Це зумовлюється тим, що будь-який орган не може одночасно виконувати роботу (наприклад, переробка інформації нервовою клітиною) і перекачувати до себе енергетичні речовини з депо. Тому процес гальмування блокує робочий акт і створює відпочинок функціональним одиницям, забезпечуючи відновлення їх енергетичного потенціалу.
З практики відомо, що вольовим зусиллям людина може примусити себе продовжувати роботу і тоді, коли необхідне включення відновлювальної функціональної системи.
У цьому разі організм використовує енергетичні речовини, призначені для оновлення і підтримання елементів, які складають структуру живої клітини. Розширення межі працездатності за рахунок енергетичних речовин, необхідних для основного обміну, створює загрозу пошкодження працюючого органа і наступного захворювання.
Рівень мобілізації працездатності людини при здійсненні нею професійної діяльності може бути різним. Він виявляється у формуванні відповідних якісних функціональних станів організму — нормального, граничного та патологічного.
Оцінка цих станів базується на взаємодії різних функціональних систем як одиниць інтегративної діяльності мозку. Встановлено, що в процесі праці активізуються три функціональні системи, стрижнем яких є різні рефлекторні акти як реакції на дію відповідних подразників.
Це основна, побічна і відновлювальна функціональні системи.
Побічна функціональна система реалізується у вигляді реакцій людини на подразники, не пов’язані безпосередньо з трудовим процесом, а зумовлені факторами виробничого середовища, внутрішніми станами людини, тобто є сторонніми відносно основної функціональної системи.
Відновлювальна функціональна система являє собою фізіологічні реакції організму у відповідь на вичерпність енергетичних речовин.
Ці три функціональні системи вступають між собою в нейрофізіологічний конфлікт, оскільки несумісні в один і той же час. Однак, внаслідок координаційної функції мозку, трудова діяльність здійснюється ефективно. Але такий стан зберігається доти, доки мобілізація працездатності не виходить за межу. Як тільки рівень мобілізації працездатності стає більшим, відновлювальна функціональна система набуває актуального значення і змінює напрямок регулюючої діяльності мозку.
Відновлювальна функціональна система за допомогою процесу гальмування блокує виконання трудового процесу, який становить основну функціональну систему. Рівень загострення нейрофізіологічного конфлікту між основною і відновлювальною функціональними системами в процесі праці, зміни в працездатності на кожній стадії цього конфлікту зумовлюють відповідний функціональний стан організму.
Функціональний стан організму є інтегральним показником мобілізації працездатності.
Для нормального функціонального стану характерна відсутність або згладжування нейрофізіологічного конфлікту між основною і побічною функціональними системами. Незважаючи на дію побічних подразників на організм працівника, основна функціональна система є стійкою домінантою, яка справляє гальмівний вплив на конкуруючі рефлекторні акти.
Другою особливістю нормального функціонального стану є те, що витрати функціональних ресурсів в організмі людини не виходять за межу працездатності. Затрати ресурсів поновлюються в ході роботи. Таким чином, нормальний функціональний стан — це стан сформованої координації, коли процес збудження є рушійною силою лише для основної функціональної системи. Інші функціональні системи ще не сформувалися або заблоковані гальмуванням і не справляють негативного впливу на основну. Об’єктивною ознакою такого функціонального стану є максимальна ефективність трудової діяльності за умови функціональної мобілізації відповідно до фізіологічного закону межі працездатності.
Для граничного функціонального стану характерні значні затрати функціональних ресурсів, які виходять за межу працездатності. В зв’язку з цим відновлювальна функціональна система теж набуває значної сили і за допомогою процесу гальмування обмежує рефлекторні акти, які становлять зміст трудової діяльності. Одночасно розгальмовуються побічні рефлекторні акти. У результаті загострюється нейрофізіологічний конфлікт між основною, побічною і відновлювальною функціональними системами.
Внаслідок цього трудова діяльність сповільнюється, при виконанні роботи виникають зайві і неточні дії та рухи, розсіюється увага, погіршується мислення, посилюються реакції на побічні подразники, наростає нервово-емоційне напруження.
Патологічний функціональний стан організму характеризується крайнім загостренням нейрофізіологічного конфлікту між функціональними системами. Відновлювальна функціональна система досягає значної сили і за допомогою гальмування намагається виключити активний стан мозку і перевести організм в сон. Щоб змусити себе працювати, працівникові потрібні велике напруження і вольові зусилля.
Патологічний функціональний стан виявляється у вигляді різних функціональних порушень. У зв’язку з затратами «заборонених» енергетичних ресурсів відбуваються значні зрушення в показниках серцево-судинної системи, газообміну і діяльності інших внутрішніх органів. Ознакою патологічного функціонального стану організму людини є також дискоординація, яка виявляється в парадоксальних і ультрапарадоксальних реакціях. Суть їх у тому, що позитивні сигнали, які спонукають до правильних дій, втрачають своє стимулююче значення, а негативні, навпаки, — спонукають і можуть викликати неадекватні реакції.
Критерієм для оцінки рівня мобілізації працездатності служить ефект Сєченова. Ознакою цього ефекту є те, що при переході від однієї діяльності до другої мають місце більш високі результати саме в другій діяльності. Суть ефекту Сєченова полягає в тому, що при переході до другої діяльності в стан збудження приходять інші нервові клітини, а в тих, що раніше регулювали роботу, збудження змінюється процесом гальмування, яке забезпечує більш ефективний відпочинок цим клітинам, ніж за умови пасивного відпочинку працівника.
Випробування на ефект Сєченова проводять так. Після припинення професійної роботи працівникові пропонують іншу роботу у вигляді тестів і завдань, за якими можна судити про стан працездатності. Якщо у працівника мають місце підвищення ефективності і покращення результатів випробування порівняно з тими їх величинами, які були до виконання професійної роботи, то функціональний стан його оцінюється як нормальний. Це означає, що працездатність організму людини, зайнятої інтенсивною трудовою діяльністю, перебуває на рівні максимальної мобілізації, а фізіологічні обмеження при цьому не порушені.
Якщо у процесі праці людина мимовільно змінює позу, швидкість рухів, переключається з однієї операції на іншу, то це є не що інше, як намагання відновити працездатність за рахунок активного відпочинку. В цьому разі ефект Сєченова є початковою стадією нейрофізіологічного конфлікту і передвісником його загострення між функціональними системами. Відсутність позитивного ефекту Сєченова при переході на іншу діяльність характерна для граничного функціонального стану, а від’ємний ефект, що супроводжується парадоксальними і ультрапарадоксальними реакціями, — для патологічного.
